في بعض الأحيان يتعين عليك إنشاء محول الطاقة الخاص بك للمقوم. في هذه الحالة، أبسط عملية حسابية محولات الطاقةيتم تنفيذ الطاقة حتى 100-200 واط على النحو التالي.

بمعرفة الجهد والتيار الأقصى الذي يجب أن يعطيه الملف الثانوي (U2 وI2)، نجد قدرة الدائرة الثانوية: إذا كان هناك عدة ملفات ثانوية، يتم حساب القدرة عن طريق إضافة قوى الملفات الفردية.

تنتقل الطاقة من اللف الابتدائيإلى الثانوية من خلال التدفق المغناطيسي في القلب. ولذلك فإن مساحة المقطع العرضي للنواة S تعتمد على قيمة الطاقة P1، والتي تزداد مع زيادة الطاقة. بالنسبة للنواة المصنوعة من فولاذ المحولات العادي، يمكن حساب S باستخدام الصيغة:

حيث s بالسنتيمتر المربع، وP1 بالواط.

تحدد قيمة S عدد اللفات ث" لكل فولت. عند استخدام فولاذ المحولات

إذا كان عليك صنع نواة من الفولاذ ذي الجودة الرديئة، على سبيل المثال من القصدير أو حديد التسقيف أو الفولاذ أو الأسلاك الحديدية (يجب أن يتم تلدينها أولاً حتى تصبح طرية)، فيجب زيادة S وw" بمقدار 20-30 %.

إلخ.

في وضع التحميل قد يكون هناك فقدان ملحوظ لجزء من الجهد عبر مقاومة اللفات الثانوية. لذلك، يوصى بأخذ عدد المنعطفات بنسبة 5-10٪ أكثر من العدد المحسوب.

التيار الأساسي

يتم تحديد أقطار أسلاك اللف بواسطة القيم الحالية وعلى أساس كثافة التيار المسموح بها، والتي تؤخذ للمحولات في المتوسط ​​2 أمبير / مم2. عند هذه الكثافة الحالية، يتم تحديد قطر السلك بدون عزل أي لف بالملليمتر من الجدول. 1 أو تحسب بالصيغة:

عندما لا يكون هناك سلك من القطر المطلوب، يمكنك أن تأخذ عدة أسلاك أرق متصلة بالتوازي. يجب ألا تقل مساحة مقطعها العرضي الإجمالي عن تلك المقابلة للسلك المحسوب. يتم تحديد مساحة المقطع العرضي للسلك وفقًا للجدول. 1 أو تحسب بالصيغة:

لللفات الجهد المنخفضمع وجود عدد قليل من لفات السلك السميك والموجودة فوق اللفات الأخرى، يمكن زيادة كثافة التيار إلى 2.5 وحتى 3 أمبير/مم2، نظرًا لأن هذه اللفات تتمتع بتبريد أفضل. ثم في صيغة قطر السلك، يجب أن يكون المعامل الثابت بدلاً من 0.8 هو 0.7 أو 0.65 على التوالي.

وأخيرا، يجب عليك التحقق من وضع اللفات في النافذة الأساسية. يتم إيجاد إجمالي مساحة المقطع العرضي لكل لفات (عن طريق ضرب عدد اللفات w في مساحة المقطع العرضي للسلك التي تساوي 0.8d2iz، حيث diz هو قطر السلك في يمكن تحديد العزل من الجدول 1، والذي يشير أيضًا إلى كتلة السلك، تتم إضافة مناطق المقطع العرضي لجميع اللفات لمراعاة الارتخاء التقريبي للملف وتأثير إطار الحشيات العازلة بين اللفات. اللفات وطبقاتها، من الضروري زيادة المساحة التي تم العثور عليها بمقدار 2-3 مرات، ويجب ألا تقل مساحة النافذة الأساسية عن القيمة التي تم الحصول عليها من الحساب.

الجدول 1

على سبيل المثال، دعونا نحسب محول الطاقة للمقوم الذي يزود بعض الأجهزة الأنابيب الإلكترونية. دع المحول لديه لف الجهد العالي، مصمم لجهد 600 فولت وتيار 50 مللي أمبير، بالإضافة إلى ملف للمصابيح المتوهجة، ذات U = 6.3 فولت وI = 3 أ. جهد التيار الكهربائي 220 فولت.

نحدد القوة الإجمالية للملفات الثانوية:

قوة الدائرة الأولية

ابحث عن مساحة المقطع العرضي للنواة الفولاذية للمحولات:

عدد اللفات لكل فولت

التيار الأساسي

عدد اللفات وقطر أسلاك اللفات متساويان:

لللف الأولي

لزيادة اللف

لمصابيح الفتيل المتعرجة

لنفترض أن النافذة الأساسية لها مساحة مقطعية تبلغ 5 × 3 = 15 سم 2 أو 1500 مم 2، والأسلاك المحددة لها الأقطار المعزولة التالية: d1iz = 0.44 مم؛ d2iz = 0.2 مم؛ d3iz = 1.2 ملم.

دعونا نتحقق من وضع اللفات في النافذة الأساسية. العثور على مساحة المقطع العرضي لللفات:

لللف الأولي

لزيادة اللف

لمصابيح الفتيل المتعرجة

تبلغ مساحة المقطع العرضي الإجمالي لللفات حوالي 430 مم 2.

كما ترون، فهي أصغر بثلاث مرات من مساحة النافذة، وبالتالي فإن اللفات مناسبة.

يحتوي حساب المحول الذاتي على بعض الميزات. لا ينبغي حساب جوهرها بالنسبة إلى الطاقة الثانوية الكاملة P2، ولكن فقط لذلك الجزء منها الذي ينتقل عن طريق التدفق المغناطيسي والذي يمكن أن يسمى القدرة المحولة Pm.

يتم تحديد هذه القوة بواسطة الصيغ:

للمحول التلقائي خطوة المتابعة

للحصول على محول ذاتي تنحى، و

إذا كان المحول الذاتي يحتوي على صنابير وسيعمل بقيم مختلفة من n، فمن الضروري في الحساب أن تأخذ قيمة n الأكثر اختلافًا عن الوحدة، لأنه في هذه الحالة ستكون قيمة Pm هي الأكبر وهي من الضروري أن يتمكن القلب من نقل هذه القوة.

ثم يتم تحديد قوة التصميم P، والتي يمكن اعتبارها تساوي 1.15 طن. يأخذ المضاعف 1.15 هنا في الاعتبار كفاءة المحول الذاتي، والتي عادة ما تكون أعلى قليلاً من كفاءة المحول. د

بعد ذلك، يتم تطبيق الصيغ لحساب مساحة المقطع العرضي للنواة (على أساس الطاقة P)، وعدد اللفات لكل فولت، وأقطار الأسلاك المشار إليها أعلاه للمحول. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في جزء الملف المشترك بين الدوائر الأولية والثانوية، يكون التيار مساويًا لـ I1 - I2 إذا كان المحول الذاتي تصاعديًا، وI2 - I1 إذا كان تنازليًا.

سأقوم على الفور بالحجز بأنني سأفكر في محولات أحادية الطور لتشغيل أجهزة الراديو الثابتة الأرضية بقوة تتراوح بين عشرات ومئات الواط، والتي لها التطبيق الأكثر شيوعًا.

قبل البدء في حساب المحول، الذي يمكن أن يكون هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة، من الضروري الاتفاق على معايير جودته، والتي ستؤثر بالتأكيد على بناء صيغ الحساب. أعتقد أن مؤشر الجودة الرئيسي لمحول الطاقة لأجهزة الراديو هو موثوقيته. نتيجة الموثوقية هي الحد الأدنى من تسخين المحول أثناء التشغيل (وبعبارة أخرى، يجب أن يكون باردًا دائمًا!) والحد الأدنى من الانخفاض في جهد الخرج تحت الحمل (وبعبارة أخرى، يجب أن يكون المحول "صلبًا").

معايير التحسين الأخرى إلى جانب الموثوقية، مثل توفير النحاس، والحد الأدنى من الأبعاد أو الوزن، وكثافة الطاقة العالية، وسهولة اللف، وتقليل التكلفة، وعمر الخدمة المحدود (بحيث يتم شراء معايير جديدة في كثير من الأحيان لتحل محل تلك المحترقة) لا أعتبرها مقبولة في الممارسة الهندسية. أنا أعتبر أيضًا أن طرق "إخراج" الحد الأقصى من الطاقة الأساسية من الحجم القياسي الحالي غير مقبولة. - مثل هذه المحولات لا تعمل لفترة طويلة وتصبح ساخنة للغاية.

إذا كنت تريد توفير المال، قم بشراء السلع الصينية الرخيصة أو السلع الاستهلاكية السوفيتية. لكن تذكَّر: «البخيل يدفع دائمًا مرتين!»

يجب أن يعمل المحول ولا يخلق مشاكل. هذه هي وظيفتها الرئيسية.
وعلى هذا الأساس سنحسبها!
بادئ ذي بدء، من الضروري أن نفهم بعض النظريات البسيطة.

إذن: محول الطاقة. ليست مثالية. لذلك، يجب فهم هذه العيوب وأخذها بعين الاعتبار بشكل صحيح. هناك نوعان من العيوب الرئيسية في محولات الطاقة.
1. الخسائر في المقاومة النشطة لسلك اللفات (تعتمد على مادة السلك وعلى كثافة التيار المتدفق عبره).
2. خسائر انعكاس المغنطة في القلب - على "مقاومة مغناطيسية" معينة (اعتمادًا على المادة الأساسية وقيمة الحث المغناطيسي).

إن هذين العيبين يجب أن يكونا في حدهما الأدنى بشكل معقول حتى يتمكن المحول من تلبية متطلبات الموثوقية.

يتم تحديد المقاومة النشطة لللفات، ونتيجة لذلك، تسخينها، من خلال كثافة التيار في السلك المتضمن في الحساب. ولذلك، ينبغي أن تكون قيمته الأمثل. بناءً على الخبرة العملية الواسعة، أوصي باستخدام قيمة كثافة تيار في سلك نحاسي لا تزيد عن 3.2 أمبير لكل مليمتر مربع من المقطع العرضي. عند استخدام سلك فضي يمكن زيادة كثافة التيار إلى 3.5 أمبير لكل مليمتر مربع. ولكن ل سلك الألمنيومويجب ألا يتجاوز 2 أمبير لكل مليمتر مربع. يجب عدم تجاوز قيم الكثافة الحالية المحددة على الإطلاق! ومن هذه القيم سنستمد صيغ تحديد قطر سلك اللف والتي سنستخدمها في الحساب.

من الممكن لف اللفات بسلك أكثر سمكًا (بكثافة تيار أقل). أكثر دقة - لا على الإطلاق! ومع ذلك، فإن لف اللفات بسلك أكثر سمكًا لا يستحق كل هذا العناء، لأننا بعد ذلك نخاطر بعدم تركيب العدد المطلوب من المنعطفات في النافذة الأساسية. وفي محول جيديجب أن يكون هناك العديد من المنعطفات لتقليل الخسائر المغناطيسية ولمنع تسخين قلبها.

تحتفظ معظم أنواع الفولاذ الكهربائية المدرفلة على البارد بخطيتها حتى قيمة تحريض مغناطيسي تبلغ 1.35 تسلا أو 13500 غاوس. لكن يجب ألا ننسى أن الجهد الكهربي في مأخذ التيار الكهربائي يمكن أن يتراوح من 198 إلى 242 فولت، وهو ما يتوافق مع انحراف طبيعي بنسبة 10 بالمائة عن القيمة الاسمية، سواء كانت إيجابية أو سلبية. وهذا يعني أننا إذا أردنا أن يعمل المحول بشكل موثوق عبر النطاق الكامل لجهود الإمداد، فنحن بحاجة إلى حسابه بحيث لا يقترب المركز من اللاخطية على الإطلاق الجهد المسموح بهشبكة التوريد. بما في ذلك 242 فولت. وبالتالي، على الجهد المقنن 220 فولت، يجب اختيار الحث المغناطيسي بما لا يزيد عن 1.2 تسلا أو 12000 غاوس.

سيتم ضمان الامتثال لهذين المتطلبين المحددين كفاءة عاليةالمحول والاستقرار العالي لجهود الخرج عندما يتغير تيار الحمل من الصفر إلى القيمة القصوى. وبعبارة أخرى، سوف نحصل على محول "صعب" للغاية. هذا ما تحتاجه! لكن الزيادة في قيمة الحث المحسوبة بأكثر من 1.2 تسلا لن تؤدي فقط إلى تسخين القلب، ولكن أيضًا إلى انخفاض "صلابة" المحول. إذا قمنا بحساب المحول بقيمة تحريضية تزيد عن 1.3 تسلا، فسنحصل على محول "ناعم"، حيث تنخفض جهد الخرج بسلاسة مع زيادة تيار الحمل من الصفر إلى قيمته المقدرة. هذه المحولات ليست مناسبة لجميع أجهزة الراديو. ومع ذلك، في دوائر الترانزستور، يمكنك استخدام مثبت الجهد المعدل بنجاح. ولكن هذه دوائر إضافية وأبعاد إضافية وتبديد طاقة إضافي وأموال إضافية وعدم موثوقية إضافية. أليس من الأفضل صنع محول جيد على الفور؟

في محولات الإمداد الناعمة، يعتمد الجهد في بعض الملفات الثانوية على التيار المستهلك في ملفات أخرى - بسبب السحب في الدوائر المشتركة - على المقاومة النشطة للملف الأولي وعلى المقاومة المغناطيسية. على سبيل المثال، إذا قمنا بتشغيل مضخم أنبوبي يعمل بالدفع والسحب يعمل في وضع الفئة B أو AB من محول ناعم، فإن التغيير في الاستهلاك على طول دائرة الأنود سيؤدي إلى تقلبات إضافية في جهد خيوط المصابيح. وبما أن جهد فتيل المصابيح له أيضًا انتشار مسموح به بنسبة 10٪ من القيمة الاسمية، فإن المحول الناعم سيقدم عدم استقرار إضافي في هذا الجهد بنسبة 10 أو حتى 15 بالمائة. وهذا أمر لا مفر منه، وسوف يقلل أولا طاقة الإخراجمكبر الصوت بأحجام كبيرة (انخفاض حجم القصور الذاتي)، وبمرور الوقت سيؤدي إلى فقدان مبكر للانبعاثات من المصابيح.

تنعكس التوفيرات في محولات الطاقة في الخسائر الأكثر تكلفة في أنابيب الراديو وفي معلمات أجهزة الراديو. هذا صحيح حقًا: "الادخار هو الطريق إلى الخراب والفقر!"

حاليًا، النوى المغناطيسية الأكثر شيوعًا هي من التكوينات التالية:

سنقوم بإجراء المزيد من الحسابات للمحول باستخدام صيغ كلاسيكية صارمة من كتاب الهندسة الكهربائية:

1. مع مراعاة الاتفاقيات التي تم التوصل إليها، فإن كفاءة المحول (عند القوى الأكثر شيوعًا 80 - 200 واط) لن تقل عن 95 بالمائة، أو حتى أعلى. لذلك، في الصيغ سوف نستخدم قيمة الكفاءة = 0.95.

2. عامل تعبئة النافذة الأساسية بالنحاس للمحولات الحلقية هو 0.35. لدرع الإطار التقليدي أو درع القضيب - 0.45. مع الإطارات العريضة وطول لف كبير لطبقة واحدة (ح)، يمكن أن تصل قيمة الكيلومتر إلى 0.5 ... 0.55، كما هو الحال، على سبيل المثال، في النوى المغناطيسية من النوع B69 وB35، والتي تظهر معلماتها في الشكل . مع اللف الصناعي بدون إطار، يمكن أن تصل قيمة الكيلومترات إلى 0.6 ... 0.65. كمرجع: الحد النظري لقيمة الكيلومتر لوضع طبقة سلك دائري بدون عزل في نافذة مربعة هو 0.87.

لا يمكن تحقيق القيم العملية المحددة لـ Km إلا من خلال وضع السلك بشكل متساوٍ بشكل صارم للدوران والطبقة البينية الرفيعة والعزل المتشابك وإنهاء الخيوط خارج النافذة الأساسية (على الامتدادات الجانبية لللف). عند تصنيع لفات الإطار في ظروف الهواة، في ظروف الإنتاج المختبري أو التجريبي، من الأفضل أن تأخذ القيمة Km = 0.45 ... 0.5.

وبطبيعة الحال، كل هذا ينطبق على محولات الطاقة التقليدية لمعدات المصباح أو الترانزستور، مع جهد خرج وإمداد يصل إلى 1000 فولت، حيث لا يتم فرض متطلبات عزل متزايدة على اللفات وانتهاء أطرافها.

3. يتم تحديد الطاقة الإجمالية للمحول، بالواط، على قلب محدد محددًا بواسطة الصيغة:

أين:
η = 0.95 - كفاءة المحولات؛
الشوريو لذا- مساحة المقطع العرضي للقلب والنافذة على التوالي [sq. سم]؛
و- تردد تشغيل أقل للمحول [هرتز]؛
ب= 1.2 - الحث المغناطيسي [T]؛
ي- الكثافة الحالية في سلك اللف.
كم- معامل ملء النافذة الأساسية بالنحاس؛
كيه سي= 0.96 - معامل ملء الجزء الأساسي بالفولاذ؛

4. بعد تحديد جهود اللف، يمكن حساب عدد اللفات المطلوبة باستخدام الصيغة التالية:

أين:
ش 1, ش 2, ش 3، ... - لف الفولتية بالفولت و ن 1, ن 2, ن 3، ... - عدد لفات اللفات.

إذا اتبعنا بدقة الاتفاقات الأولية، ونقوم بتصنيع محول جامد، فسيتم تحديد عدد المنعطفات لكل من اللفات الأولية والثانوية بنفس الصيغة. إذا استخدمنا محولًا بأقصى قيمة طاقة لحجم النواة الموجود، المحسوب باستخدام هذه الصيغة، أو قمنا بتصميم محولات منخفضة الطاقة (أقل من 50 واط)، مع عدد كبير من اللفات ولفات الأسلاك الرفيعة، فإن عدد اللفات يجب زيادة دورات اللفات الثانوية بمقدار 1/√ηمرة واحدة. ومع الأخذ بعين الاعتبار اتفاقنا، سيكون هذا 1.026 أو أكثر من المحسوب بنسبة 2.6%.

أما بالنسبة لجهود اللفات الفتيلية، فمن المفيد هنا أن نتذكر تعليمات أهم كتاب عن الأنابيب الراديوية: الصادر لمهندسي تطوير الراديو لجنة الدولةفي الهندسة الإلكترونية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1964.

تحتاج إلى فتح هذا الدليل في الصفحة 13، وإلقاء نظرة فاحصة على الرسم البياني في الشكل 1، وفهم منه أن الجهد الأمثلخيوط أنابيب الراديو للحفاظ على أقصى قدر من الموثوقية، وبالتالي المتانة هي 95٪ من القيمة الاسمية. والتي بالنسبة للمصابيح ذات الجهد الفتيل 6.3 فولت ستكون بالضبط 6 فولت. لذلك ليست هناك حاجة لزيادة عدد لفات الخيوط بنسبة 2.6%. فليكن كما هو.

5. تحديد التيارات المتعرجة:
التيار الأساسي: أنا 1 = ف / ش 1
عند الاستخدام مقوم الموجة الكاملةسيكون متوسط ​​​​تيار كل نصف من اللف أقل بمقدار 1.41 مرة (جذر اثنين) من تيار الحمل المصحح المطلوب. إذا تم استخدام جسر مقوم لأشباه الموصلات، فإن تيار اللف سيكون أكبر بمقدار 1.41 مرة من تيار الحمل المعدل. لذلك، يجب ألا ننسى استبدال الاستهلاك في صيغ تحديد أقطار الأسلاك العاصمة، في الحالة الأولى مقسمة، وفي الثانية مضروبة في 1.41.

6. نقوم بحساب أقطار أسلاك اللف على أساس التيارات المتدفقة فيها باستخدام الصيغ التالية (للنحاس أو الفضة أو الألومنيوم):

نقوم بتقريب القيم الناتجة لأعلى إلى أقرب قطر سلك قياسي.

7. نتحقق من الحساب. يجب أن تكون قوة الملف الأولي - منتج جهد الإمداد والتيار المستهلك - مساوية لمجموع قوى جميع اللفات الثانوية. إنه: U 1 x I 1 = U 2 x I 2 + U 3 x I 3 + U 4 x I 4 + ...

بعد لف المحول، لإجراء المزيد من الحسابات للمقوم، من الضروري قياس بعض معلماته.

المقاومة النشطة لللف الأساسي.

المقاومة النشطة لللفات الثانوية.

القيم الدقيقة لجهود اللفات الثانوية، بالطبع، تحقق من أن الجهد في الشبكة هو 220 فولت. إذا كانت تختلف عن القيمة الاسمية (ولكنها تقع ضمن نطاق 198 - 242)، فقم بإعادة حساب القيم المقاسة بشكل متناسب.

تيار عدم التحميل للملف الأساسي (ما هو التيار الذي يستهلكه المحول من الشبكة عندما لا يكون هناك حمل على ملفاته الثانوية).

على سبيل المثال،
كان هناك محول طاقة حلقي ذو ملفين بقوة 530 واط، والذي قمت بنفسي بجرحه يدويًا في عام 1982 على قلب من محول ذاتي انتقالي منزلي محترق بقدرة 400 واط 127/220 فولت، يسمى في سلسلة البيع بالتجزئة Yug-400، المعلمات التالية:
الحث المغناطيسي بجهد 220 فولت - 1.2 تسلا،
عدد دورات الملف الأولي (220 فولت) هو 1100.
قطر سلك اللف الأساسي هو 0.96 ملم.
عدد دورات الملف الثانوي (127 فولت) هو 635.
قطر سلك اللف الثانوي 1.35 ملم.
وفي الوقت نفسه، تبين أن تيار عدم التحميل يبلغ 7 (سبعة!) مللي أمبير.

لمدة ثمانية عشر عامًا، دون إيقاف التشغيل، تم تشغيل ثلاجة "البكالوريوس" "ساراتوف-II" (نفس الثلاجة أثناء التشغيل التي احترق بها المحول الذاتي "يوغ") من خلال هذا المحول بعد نقل منطقتنا إلى جهد شبكة يبلغ 220 فولت.

للمقارنة.
يحتوي الملف "الأصلي" الصناعي لنفس المحول "Yug" بجهد 220 فولت على 880 دورة. ليس من المستغرب أنه قام بتسخين نفسه مثل اللقيط، حتى لو كان مجرد محول ذاتي، ثم احترق في النهاية. نعم، هذا أمر مفهوم، لأن الصناعة المنزلية السوفيتية كانت مهتمة بزيادة الطلب الاستهلاكي. حسنًا، لم يتم تحقيق ذلك من خلال مجموعة واسعة من المنتجات، بل من خلال فترة محدودة من عملهم!

ليست هناك حاجة لتوفير المال - فهذا يشبه إفساد نفسك.

أتمنى لك حظا سعيدا!

محتوى:

يتم تشغيل العديد من الأجهزة الإلكترونية والراديو بواسطة مصادر جهد تيار مستمر متعددة. إنهم ينتمون إلى ما يسمى بمصادر الطاقة الثانوية. تعمل الشبكات كمصادر أولية تكييف، الجهد 127 و 220 فولت، بتردد 50 هرتز. لتزويد الجهاز بجهد ثابت، تحتاج أولاً إلى زيادة أو تقليل جهد التيار الكهربائي إلى القيمة المطلوبة. للحصول على المعلمات المطلوبة، فمن الضروري حساب المحول، الذي يعمل كوسيط بين الشبكات الكهربائيةوالأجهزة التي تعمل على الجهد المستمر.

حساب محولات الطاقة

لحساب المحول بدقة، هناك حاجة إلى حسابات معقدة إلى حد ما. ومع ذلك، هناك إصدارات مبسطة من الصيغ التي يستخدمها هواة الراديو عند إنشاء محولات الطاقة ذات المعلمات المحددة.

أولاً، تحتاج إلى إجراء حساب مسبق للتيار والجهد لكل ملف. ولهذا الغرض، يتم في المرحلة الأولى تحديد قوة كل ملف ثانوي معزز أو ملتوي. يتم إجراء الحساب باستخدام الصيغ: ف 2 = أنا 2 xU 2 ; ف 3 = أنا 3 × يو 3؛ ف 4 = أنا 4 × يو 4، وهكذا. هنا P 2 , P 3 , P 4 هي القوى التي تنتجها ملفات المحولات، I 2 , I 3 , I 4 هي قوة التيار الناشئة في كل ملف، و U 2 , U 3 , U 4 هي الجهد في الجهد المقابل اللفات.

لتحديد القدرة الإجمالية للمحول (P)، من الضروري إضافة القوى الفردية للملفات وضرب المجموع الناتج بعامل فقدان المحول البالغ 1.25. في صيغة الصيغة تبدو كما يلي:ف = 1.25 (ف 2 + ف 3 + ف 4 + ...).

بناءً على القدرة المستقبلة، يتم حساب المقطع العرضي الأساسي Q (بالسم2). للقيام بذلك، عليك أن تأخذ الجذر التربيعي لإجمالي الطاقة وضرب القيمة الناتجة بمقدار 1.2: . باستخدام المقطع العرضي للنواة، من الضروري تحديد عدد اللفات n 0 ، الموافق 1 فولت من الجهد: n 0 = 50/Q.

في المرحلة التالية، يتم تحديد عدد اللفات لكل لف. أولاً، يتم حساب ملف الشبكة الأساسي، حيث سيكون عدد المنعطفات، مع مراعاة فقد الجهد، كما يلي: n 1 = 0.97 xn 0 xU 1. يتم حساب اللفات الثانوية باستخدام الصيغ التالية: n 2 = 1.03 x n 0 x U 2 ; ن 3 = 1.03 س ن 0 س يو 3 ;…

أي ملف محول له قطر السلك التالي:
حيث I هو التيار الذي يمر عبر الملف بالأمبير، d هو القطر الأسلاك النحاسيةفي مم. يمكن تحديد قوة التيار في الملف الأساسي (الرئيسي) باستخدام الصيغة: I 1 = P/U 1. يتم استخدام المحول المشترك هنا.

بعد ذلك، يتم اختيار لوحات الأساسية ذات الأحجام القياسية المناسبة. في هذا الصدد، يتم حساب المساحة المطلوبة لوضع الملف بالكامل في النافذة الأساسية. من الضروري استخدام الصيغة: S m = 4 x (d 1 2 n 1 + d 2 2 n 2 + d 3 2 n 3 + d 4 2 n 4 + ...) ، حيث d 1، d 2 ، د 3 و د 4 - قطر السلك بالملم، ن 1، ن 2، ن 3 و ن 4 - عدد اللفات في اللفات. تأخذ هذه الصيغة في الاعتبار سمك عزل الموصل، ولفها غير المستوي، وموقع الإطار في النافذة الأساسية.

تتيح لك المساحة الناتجة S m تحديد الحجم القياسي للوحة بحيث يمكن وضع اللف بحرية في نافذتها. لا ينصح باختيار نافذة ذات أبعاد أكبر من اللازم، لأن ذلك سوف يقلل من الأداء الطبيعي للمحول.

ستكون المرحلة الأخيرة من الحسابات هي تحديد سمك مجموعة اللب (b)، ويتم ذلك باستخدام الصيغة التالية: b = (100 xQ)/a، حيث "a" هو عرض الجزء الأوسط من طبق. بعد الانتهاء من الحسابات، يمكنك اختيار النواة مع المعلمات اللازمة.

كيفية حساب قوة المحولات

في أغلب الأحيان، تنشأ الحاجة إلى حساب قوة المحول عند العمل مع معدات اللحام، خاصة عندما المواصفات الفنيةغير معروف مقدما.

ترتبط قوة المحول ارتباطًا وثيقًا بالتيار والجهد الذي ستعمل به المعدات بشكل طبيعي. الأكثر خيار بسيطسيكون ضرب قيمة الجهد بمقدار التيار الذي يستهلكه الجهاز. ومع ذلك، في الممارسة العملية، ليس كل شيء بهذه البساطة، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى الاختلافات في أنواع الأجهزة والنوى المستخدمة فيها. على سبيل المثال، يوصى بالنظر في النوى على شكل حرف W، والتي يتم استخدامها على نطاق واسع نظرًا لتوافرها وتكلفتها المنخفضة نسبيًا.

لحساب قوة المحول، سوف تحتاج إلى معلمات لفه. يتم إجراء هذه الحسابات باستخدام نفس المنهجية التي تمت مناقشتها سابقًا. الخيار الأبسط هو القياس العملي لملف المحولات. يجب أن تؤخذ القراءات بعناية وبأكبر قدر ممكن من الدقة. بعد تلقي كافة البيانات اللازمة، يمكنك البدء في حساب الطاقة.

في السابق، تم استخدام الصيغة لتحديد المساحة الأساسية: S=1.3*√Ptr. الآن، بمعرفة مساحة المقطع العرضي للدائرة المغناطيسية، يمكن تحويل هذه الصيغة إلى صيغة أخرى: P tr = (S/1.3)/2. في كلتا الصيغتين، الرقم 1.3 هو معامل ذو قيمة متوسطة.

حساب المحول على أساس المقطع العرضي الأساسي

يعتمد تصميم المحول على شكل الدائرة المغناطيسية. يأتون في قضيب ودرع و. في المحولات الأساسية، يتم لف اللفات على القضبان الأساسية. في تلك المدرعة، يحيط القلب المغناطيسي باللفات جزئيًا فقط. في الهياكل الحلقية، يتم توزيع اللفات بالتساوي على طول النواة المغناطيسية.

لتصنيع نوى القضبان والدروع، يتم استخدام ألواح رقيقة منفصلة من فولاذ المحولات، معزولة عن بعضها البعض. النوى المغناطيسية الحلقية عبارة عن لفات من الشريط اللاصق ، والتي يتم أيضًا استخدام فولاذ المحولات فيها.

المعلمة الأكثر أهمية لكل قلب هي منطقة المقطع العرضي، والتي لها تأثير كبير على قوة المحول. كفاءة المحولات القضيبية تتجاوز بشكل كبير كفاءة الأجهزة المدرعة. يتم تبريد اللفات بشكل أفضل، مما يؤثر على كثافة التيار المسموح بها. لذلك، يوصى باعتبار هذا التصميم مثالاً للحسابات.

اعتمادا على المعلمات الأساسية، يتم تحديد قيمة الطاقة الإجمالية للمحول. يجب أن يتجاوز الكهربائية، لأن قدرات النواة مرتبطة بدقة بالطاقة الإجمالية. تنعكس هذه العلاقة المتبادلة في صيغة الحساب: S o xS c = 100 xP g / (2.22 * B c x j x f x k o x k c). هنا S o و S c هما منطقتا النافذة والمقطع العرضي للنواة، على التوالي، Pr هي قيمة الطاقة الإجمالية، Vs هو مؤشر الحث المغناطيسي في القلب، j في موصلات اللفات، f هو تردد التيار المتردد، k o و k c هما عوامل ملء النافذة والقلب.

كيفية تحديد عدد لفات ملف المحول دون فك الملف

في حالة عدم وجود معلومات حول نموذج محول معين، يتم تحديد عدد المنعطفات في اللفات باستخدام إحدى وظائف المتر المتعدد.

يجب أن يتحول المتر المتعدد إلى الوضع. ثم يتم تحديد أطراف جميع اللفات المتاحة. إذا كانت هناك فجوة بين النواة المغناطيسية والملف، فسيتم لف لف إضافي من الأسلاك الرفيعة فوق كل اللفات. تعتمد دقة نتائج القياس على عدد اللفات.

يتم توصيل أحد مسبار الجهاز بنهاية الملف الرئيسي، ويتم توصيل المسبار الآخر بالملف الإضافي. يتم إجراء قياسات جميع اللفات بالتناوب. الشخص الذي يتمتع بأكبر قدر من المقاومة يعتبر أساسيًا. تتيح لك البيانات التي تم الحصول عليها حساب المحول واختيار التصميم الأمثل لدائرة كهربائية محددة مع المعلمات الأخرى.

النوى المغناطيسية الأكثر شيوعًا هي الأنواع التالية:

1. الدائرة المغناطيسية للشريط الدائري (الحلقية) ؛
2. Ш- (أو ШЛ-) دائرة مغناطيسية على شكل شريط؛
3. دائرة مغناطيسية على شكل حرف U (أو O-) ؛
4. Ш- (أو ШЛ-) دائرة مغناطيسية على شكل لوحة (عفا عليها الزمن).

يظهر الشكل والأبعاد الرئيسية للنوى في الشكل:

يشبه حساب نوى الصفائح على شكل W حساب النوى الشريطية على شكل W.

يعد المحول ذو النواة المغناطيسية الحلقية هو الأكثر إحكاما وكفاءة، ويمكن استخدامه بقدرات تتراوح من 30 إلى 1000 واط، وخاصة عندما يكون الحد الأدنى من تبديد التدفق المغناطيسي مهمًا أو عندما يكون الحد الأدنى لمتطلبات الحجم أمرًا بالغ الأهمية.

نظرًا لوجود مزايا من حيث الحجم والوزن والخصائص مقارنة بالأنواع الأخرى من تصميمات المحولات، فإن المحولات الحلقية هي أيضًا الأقل تقدمًا من الناحية التكنولوجية في التصنيع.

حساب المحولات

البيانات الأولية الأولية للحساب المبسط هي:

1. جهد اللف الأساسي U1
2. جهد اللف الثانوي U2
3. التيار الثانوي I2

حساب قوة المحولات الشاملة

عند اختيار الحديد للمحول، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أن الطاقة الإجمالية للمحول أكبر بدقة من تلك المحسوبة الطاقة الكهربائيةاللفات الثانوية.

قوة ثانوية

P2 = I2 * U2 = العبوس

إذا كان هناك العديد من اللفات، فإن الطاقة التي يوفرها المحول يتم تحديدها من خلال مجموع كل قوى اللفات الثانوية (Pout).
بمعنى آخر، القدرة الإجمالية للمحول هي القوة التي يمكن أن "يتحملها" الحديد.

قبل الانتقال إلى الصيغة، سنبدي بعض التحفظات:

1. مؤشر الجودة الرئيسي لمحول الطاقة للمعدات الراديوية هو موثوقيته. نتيجة الموثوقية هي الحد الأدنى من تسخين المحول أثناء التشغيل (بمعنى آخر، يجب أن يكون باردًا دائمًا!) والحد الأدنى من الانخفاض في جهد الخرج تحت الحمل (وبعبارة أخرى، يجب أن يكون المحول "صلبًا")؛
2. في الحسابات سوف نأخذ كفاءة المحول لتكون 0.95؛
3. وبما أن المقالة ستركز على محول شبكة عادي، فسنأخذ تردد التشغيل ليكون 50 هرتز؛
4. بالنظر إلى أننا بحاجة إلى محول موثوق به، ومع الأخذ في الاعتبار أن الجهد في الشبكة يمكن أن يكون له انحرافات من 220 فولت إلى 10٪، فإننا نقبل V = 1.2 T؛
5. نحن نأخذ كثافة التيار في اللفات لتكون 3.5 أمبير/مم2؛
6. من المفترض أن يكون عامل ملء القلب بالفولاذ 0.95؛
7. نحن نأخذ عامل ملء النافذة ليكون 0.45؛

بناءً على الافتراضات المقبولة، فإن صيغة حساب القوة الإجمالية ستأخذ الشكل التالي:

ف = 1.9 * سك * إذن

أين:
Sc وكذلك هي مساحات المقطع العرضي للقلب والنافذة [sq. سم]؛

تحديد عدد اللفات في اللفات.

بادئ ذي بدء، نحسب عدد المنعطفات في اللف الأولي.
ستبدو الصيغة المبسطة كما يلي:

ف = 40 * ش / سك

أين:
Sc هي مساحة المقطع العرضي للنواة [sq. سم]؛
U - جهد اللف الأساسي [V]؛

يمكن حساب عدد اللفات في الملف الثانوي باستخدام نفس الصيغة، مما يؤدي إلى زيادة عدد اللفات بنحو 5٪ (كفاءة المحول)، ولكن يمكنك القيام بذلك بشكل أسهل: بعد لف الملف الأساسي، نقوم بلف 10 لفات فوق الملف الثانوي. عليه وقياس الجهد. بمعرفة الجهد المطلوب الحصول عليه عند خرج المحول ومعرفة الجهد لكل 10 لفات، نحدد العدد المطلوب من اللفات.

هناك حاجة ل كتلة قويةتَغذِيَة. في حالتي، هناك دائرتان مغناطيسيتان: الشريط المدرع والحلقة. نوع الدرع: ШЛ32×50(72×18). النوع الحلقي: OL70/110-60.

البيانات الأولية لحساب محول ذو قلب مغناطيسي مدرع:

• جهد اللف الأولي، U1 = 220 فولت؛
• جهد اللف الثانوي، U2 = 36 فولت؛
• تيار اللف الثانوي، l2 = 4 أ؛
• سمك اللف أ = 32 مم؛
• عرض الشريط ب = 50 مم؛
• عرض النافذة ج = 18 ملم؛
• ارتفاع النافذة ح = 72 ملم.

أظهر حساب المحول ذو النواة المغناطيسية ШЛ32x50 (72x18) أن النواة نفسها قادرة على إنتاج جهد 36 فولت بقوة تيار تبلغ 4 أمبير ، ولكن قد لا يكون من الممكن لف الملف الثانوي بسبب عدم كفاية النافذة منطقة. لكي نكون في الجانب الآمن، سوف نقوم بحساب محول ذو قلب مغناطيسي من النوع OL70/110-60.

سيسمح لك حساب البرنامج (عبر الإنترنت) بتجربة المعلمات بسرعة وتقليل وقت التطوير. يمكنك أيضًا الحساب باستخدام الصيغ الموضحة أدناه. وصف الحقول المدخلة والمحسوبة للبرنامج: حقل أزرق فاتح - البيانات الأولية للحساب، حقل أصفر - بيانات مختارة تلقائيا من الجداول، إذا قمت بتحديد المربع لضبط هذه القيم، يتغير لون الحقل إلى اللون الأزرق الفاتح ويسمح لك بإدخال القيم الخاصة بك، الحقل الأخضر - القيمة المحسوبة.

الصيغ والجداول للحساب اليدوي للمحولات:

1. قوة اللف الثانوية.

2. القوة الإجمالية للمحول.

3. المقطع العرضي الفعلي للصلب المغناطيسي في موقع ملف المحولات؛

4. المقطع العرضي المحسوب لفولاذ النواة المغناطيسية في موقع ملف المحول ؛

5. مساحة المقطع العرضي الفعلية للنافذة الأساسية؛

6. الحجم التصنيف الحالياللف الأولي

7. حساب المقطع العرضي للسلك لكل من اللفات (لـ I1 و I2)؛

8. حساب قطر الأسلاك في كل لف دون مراعاة سمك العزل.

9. حساب عدد اللفات في ملفات المحولات.

ن - رقم اللف،
U’ هو انخفاض الجهد في اللفات، معبرًا عنه كنسبة مئوية من القيمة المقدرة، انظر الجدول.

في المحولات الحلقية، تكون القيمة النسبية لانخفاض الجهد الإجمالي في اللفات أقل بكثير مقارنة بالمحولات المدرعة.

10. حساب عدد اللفات لكل فولت.

11. صيغة الحساب القوة القصوىوالتي يمكن أن تنطلق منها الدائرة المغناطيسية؛

Sst f - المقطع العرضي الفعلي للفولاذ للدائرة المغناطيسية الموجودة في موقع الملف؛

Sok f - مساحة النافذة الفعلية في الدائرة المغناطيسية الموجودة؛

Vmax - الحث المغناطيسي، انظر الجدول رقم 5؛

ي - الكثافة الحالية، انظر الجدول رقم 3؛

كوك - عامل ملء النافذة، انظر الجدول رقم 6؛

Kst هو معامل امتلاء الدائرة المغناطيسية بالفولاذ، انظر الجدول رقم 7؛

تعتمد أحجام الأحمال الكهرومغناطيسية Vmax و J على الطاقة المستخرجة من اللف الثانوي لدائرة المحولات ويتم أخذها للحسابات من الجداول.

بعد تحديد قيمة Sst*Sok، يمكنك تحديد الحجم الخطي المطلوب للدائرة المغناطيسية، مع نسبة مساحة لا تقل عن تلك التي تم الحصول عليها نتيجة للحساب.